Studio e caratterizzazione dell'impatto dei protocolli di routing sull'autonomia dei terminali...

STUDIO E CARATTERIZZAZIONE DELL'IMPATTO STUDIO E CARATTERIZZAZIONE DELL'IMPATTO DEI PROTOCOLLI DI ROUTING DEI PROTOCOLLI DI ROUTING

SULL'AUTONOMIA DEI TERMINALI MOBILI SULL'AUTONOMIA DEI TERMINALI MOBILI CONNESSI IN RETI WIRELESS AD-HOCCONNESSI IN RETI WIRELESS AD-HOC

UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI URBINO “CARLO BO”UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI URBINO “CARLO BO”

FacoltFacoltà di Scienze MM. FF. NN.à di Scienze MM. FF. NN.

Corso di Laurea in Informatica ApplicataCorso di Laurea in Informatica Applicata

Tesi di laureaTesi di laurea

Relatore:Relatore:

Chiar. mo Prof. Andrea AcquavivaChiar. mo Prof. Andrea Acquaviva

Correlatori:Correlatori:

Chiar. mo Prof. Alessandro BoglioloChiar. mo Prof. Alessandro Bogliolo

Dott. Emanuele LattanziDott. Emanuele Lattanzi

Candidato:Candidato:

Giovanni CappelliniGiovanni Cappellini

SommarioSommario• ContributoContributo• Terminali mobiliTerminali mobili

• Reti di calcolatoriReti di calcolatori

• Protocollo 802.11bProtocollo 802.11b

• MANETMANET

• Protocolli di routing per MANETProtocolli di routing per MANET

• OLSR vs. AODVOLSR vs. AODV

• Sperimentazioni praticheSperimentazioni pratiche

• Conclusioni e prospettiveConclusioni e prospettive


““Routing in reti Routing in reti wireless wireless ad hocad hoc””

22/02/200522/02/2005

ContributoContributo• Misure del consumo di potenza Misure del consumo di potenza

dei protocolli di routing basata dei protocolli di routing basata su hardware reale, non su su hardware reale, non su simulazionisimulazioni

• Confronto dell'impatto sul Confronto dell'impatto sul consumo energetico di due consumo energetico di due protocolli di routing con diverse protocolli di routing con diverse caratteristichecaratteristiche



22/02/200522/02/2005

Terminali mobiliTerminali mobili

I progressi I progressi dell’elettronica dell’elettronica hanno arricchito il hanno arricchito il mercato di terminali mercato di terminali mobili alimentati a mobili alimentati a batteria.batteria.

La loro ridotta La loro ridotta autonomia costituisce autonomia costituisce

un’importante sfida per un’importante sfida per ogni tipo di applicazione ogni tipo di applicazione

che li coinvolge.che li coinvolge.



22/02/200522/02/2005

Reti di calcolatoriReti di calcolatori

Unire diversi computer in reti locali e unire Unire diversi computer in reti locali e unire diverse reti locali in Internet permette di diverse reti locali in Internet permette di offrire dei servizi e di condividere delle offrire dei servizi e di condividere delle funzionalitfunzionalità.à.



22/02/200522/02/2005

Reti di calcolatoriReti di calcolatori

Per unire terminali mobili in una rete o come Per unire terminali mobili in una rete o come alternativa al cablaggio in casi in cui risulta alternativa al cablaggio in casi in cui risulta inattuabileinattuabile, esiste un protocollo per la , esiste un protocollo per la comunicazione su canale wireless, comunicazione su canale wireless, denominato IEEE 802.11denominato IEEE 802.11



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IEEE 802.11IEEE 802.11

ModalitModalità Infrastructured:à Infrastructured:

Ogni trasmissione di dati è intermediata da un Ogni trasmissione di dati è intermediata da un Access PointAccess Point o o Base StationBase Station::



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IEEE 802.11IEEE 802.11

ModalitModalità Ad-Hoc:à Ad-Hoc:

I terminali segnalano la loro presenza e I terminali segnalano la loro presenza e trasmettono e ricevono dati nel contesto di trasmettono e ricevono dati nel contesto di un'architettura di rete un'architettura di rete peer to peerpeer to peer



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MANETMANET

Una rete di terminali mobili connessi Una rete di terminali mobili connessi in wireless in modalità in wireless in modalità ad hoc ad hoc è detta è detta MANET, MANET, Mobile Ad-hoc NETworkMobile Ad-hoc NETwork..

Si tratta di un'alternativa a Si tratta di un'alternativa a infrastrutture danneggiate o mancanti: infrastrutture danneggiate o mancanti: eventi catastrofici, flotta di navi, eventi catastrofici, flotta di navi, acquisizione di dati in ambienti acquisizione di dati in ambienti proibitivi.proibitivi.



22/02/200522/02/2005

MANETMANET

Situazioni di impiego delle MANETSituazioni di impiego delle MANET



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Protocolli di routingProtocolli di routing

In una MANET In una MANET è possibile installare un protocollo è possibile installare un protocollo di routing per fare in modo che due nodi distanti di routing per fare in modo che due nodi distanti possano comunicare con la collaborazione di uno possano comunicare con la collaborazione di uno o pio piùù nodi interposti nodi interposti



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Protocolli di routingProtocolli di routing

Gli algoritmi “classici” vanno adattati, Gli algoritmi “classici” vanno adattati, perché la topologia di una MANET cambia perché la topologia di una MANET cambia continuamente, in maniera improvvisa ed continuamente, in maniera improvvisa ed imprevedibile.imprevedibile.

Ci sono varie famiglie di protocolli che Ci sono varie famiglie di protocolli che annoverano diversi elementi; non esiste un annoverano diversi elementi; non esiste un protocollo “definitivo” ma ognuno di essi si protocollo “definitivo” ma ognuno di essi si adatta ad un certo tipo di rete, in base al adatta ad un certo tipo di rete, in base al numero dei nodi, al loro movimento, al tipo numero dei nodi, al loro movimento, al tipo di trasmissioni ecc.di trasmissioni ecc.



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Famiglie di protocolliFamiglie di protocolli

•Pro ActivePro Active o o Table DrivenTable Driven: ogni nodo : ogni nodo mantiene in una tabella continuamente mantiene in una tabella continuamente aggiornata le informazioni per aggiornata le informazioni per raggiungere ogni nodo della reteraggiungere ogni nodo della rete

•Reactive Reactive o o On DemandOn Demand: quando un : quando un nodo necessita di trasmettere, richiede nodo necessita di trasmettere, richiede alla rete un percorso validoalla rete un percorso valido

•HybridHybrid o o HierarchicalHierarchical: i nodi vengono : i nodi vengono divisi in due livelli diversi e vengono divisi in due livelli diversi e vengono combinate diverse strategiecombinate diverse strategie



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Famiglie di protocolliFamiglie di protocolli

•Power AwarePower Aware: mirati al risparmio di : mirati al risparmio di potenzapotenza

•GeographicalGeographical: routing basato sulla : routing basato sulla posizione fisica dei nodiposizione fisica dei nodi

•MulticastMulticast: supporto del multicasting, : supporto del multicasting, per applicazioni di videoconferenza.per applicazioni di videoconferenza.

•GeocastingGeocasting: combinazione dei : combinazione dei precedentiprecedenti



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OLSROLSR

Optimal Link State Routing: Protocollo di routing Optimal Link State Routing: Protocollo di routing Pro Active, che minimizza il numero di messaggi Pro Active, che minimizza il numero di messaggi di controllo TC permettendo solo agli MPR di controllo TC permettendo solo agli MPR (MultiPoint Relays) di trasmetterne(MultiPoint Relays) di trasmetterne



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AODVAODV

Ad Hoc On Demand Distance Vector: Protocollo di Ad Hoc On Demand Distance Vector: Protocollo di routing routing reactivereactive, basato sul vettore delle distanze, con , basato sul vettore delle distanze, con pacchetti di Route Reply, Route Request e Route Errorpacchetti di Route Reply, Route Request e Route Error



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OLSR vs. AODVOLSR vs. AODV• AODV: adatto per reti con poco movimento AODV: adatto per reti con poco movimento

dei nodi, traffico non intensivo; scalabile.dei nodi, traffico non intensivo; scalabile.

• OLSR: adatto per applicazioni che non OLSR: adatto per applicazioni che non sopportano la latenza.sopportano la latenza.

• AODV e OLSR sono stati scelti per le AODV e OLSR sono stati scelti per le sperimentazioni per la validità delle loro sperimentazioni per la validità delle loro implementazioni, e perché rappresentanti di implementazioni, e perché rappresentanti di due diverse famigliedue diverse famiglie



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SetupSetup• Tre terminali (un notebook e due palmari) Tre terminali (un notebook e due palmari)

con sistema operativo Debian/GNU Linux, con sistema operativo Debian/GNU Linux,

dotati di scheda wireless PCMCIA.dotati di scheda wireless PCMCIA.



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SetupSetup• Sycard Card Extender per rilevare il Sycard Card Extender per rilevare il

consumo di corrente istantaneo della Card.consumo di corrente istantaneo della Card.• Hardware e Software National per la Hardware e Software National per la

cattura delle tracce.cattura delle tracce.



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TracceTracce

TrasmissioniTrasmissioni di di beaconbeacon



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TracceTracce

TrasmissioniTrasmissioni ee ricezioniricezioni di di beaconbeacon tra due nodi tra due nodi



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TracceTracce

TrasmissioniTrasmissioni e e ricezioniricezioni di di beaconbeacon fra tre nodi fra tre nodi



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TracceTracce

Con questa disposizione, aumenta il numero Con questa disposizione, aumenta il numero didi ricezioni ricezioni e il consumo di potenzae il consumo di potenza



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TracceTracce

Attivazione del protocollo OLSRAttivazione del protocollo OLSR



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TracceTracce

Attivazione del protocollo AODV. Non ci Attivazione del protocollo AODV. Non ci sono differenze di rilievo rispetto a OLSR.sono differenze di rilievo rispetto a OLSR.



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TracceTracce

Routing con protocollo OLSRRouting con protocollo OLSR



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TracceTracce

Scambio di messaggiScambio di messaggi prima dell’inizio dellaprima dell’inizio della fase di routingfase di routing



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TracceTracce

Protocollo AODV con spostamento dei nodiProtocollo AODV con spostamento dei nodi..



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ConclusioniConclusioni• Le trasmissioni e lo spostamento dei Le trasmissioni e lo spostamento dei

nodi hanno evidenziato come OLSR nodi hanno evidenziato come OLSR reagisce in maniera instantanea, reagisce in maniera instantanea, consumando in questi casi meno consumando in questi casi meno energia.energia.

• OLSR grazie all’utilizzo degli MPR OLSR grazie all’utilizzo degli MPR non evidenzia un maggiore consumo non evidenzia un maggiore consumo di corrente in stato inattivo.di corrente in stato inattivo.



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ProspettiveProspettive

Questo studio puQuesto studio può essere ò essere proseguito:proseguito:

• Nuovi scenariNuovi scenari• Nuovi protocolliNuovi protocolli• Svilluppo di un nuovo protocolloSvilluppo di un nuovo protocollo



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